Гомеостаз популяций и популяционные волны

Гомеостаз – это способность популяции или экосистемы поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды. В основе гомеостаза лежит принцип обратной связи. В основе способностей популяций к гомеостазу лежат изменения физиологических особенностей, роста, поведения каждой особи в ответ на увеличение или уменьшение числа членов популяции, к которой она принадлежит

Механизмы популяционного гомеостаза включают поддержание определенной пространственной структуры (благодаря особенностям социальных отношений и характеру использования территории), поддержание генетической структуры (через богатство генома популяции и геномов каждой особи) и регуляцию плотности населения (без которой невозможно оптимальное использование территории).

Механизмы популяционного гомеостаза зависят от экологической специфики вида, его подвижности, степени воздействия хищников и паразитов и др. У одних видов они могут проявляться в жесткой форме, приводя к гибели избытка особей, у других – в смягченной, например в понижении плодовитости на основе условных рефлексов.

Поскольку деятельность человека приводит к сокращению численности популяций многих видов, понимание механизмов регуляции численности чрезвычайно важно для гармоничного взаимодействия человека с природными системами. Рациональное природопользование и создание охраняемых природных территорий можно считать попытками регулирования численности популяции некоторых видов. К сожалению, они приводят лишь к снижению скорости деградации природных систем, но не компенсируют всего негативного воздействия на них.

Гомеостаз популяции - ϶ᴛᴏ поддержание численности популяции на определенном, оптимальном для данной среды обитания уровне. На гомеостаз популяции влияют абиотические факторы, а также межвидовые и внутривидовые взаимосвязи.

Популяционные волны - это периодические или непериодические изменения численности популяций под влиянием различных факторов. Это понятие ввел С.С. Четвериков. Популяционные волны - одна из причин дрейфа генов, вызывает следующие явления ˸ рост генетической однородности (гомозиготности) популяции; изменение концентрации редких аллелей, сохранение аллелей, снижающих жизнеспособность особей; изменение генофонда в разных популяциях.Все эти явления ведут к эволюционным преобразованиям генетической структуры популяции, а в дальнейшем и к изменению вида.

Популяционные волны бываютсезонными и несезонными˸

Сезонные популяционные волны – обусловлены особенностями жизненных циклов или сезонной сменой климатических факторов;

Несезонные популяционные волны – вызваны изменениями различных экологических факторов.

Популяция сама по себе может поддерживать свою численность неограниченное время. На уровне популяции существуют процессы саморегуляции, приводящие в соответствие плотность популяции к емкости среды обитания и проявляются в виде волн жизни.

Основными механизмами регуляции численности популяции являются˸

1) регуляция взаимосвязями с популяциями других видов (к примеру, численность рыси зависит от численности зайцев);

2) регуляция расселением (миграции белок);

3) регуляция общественным поведением (у общественных насекомых в размножении участвуют отдельные самки-матки и самцы, количество которых регулируется в процессе размножения);

4) регуляция территориальным поведением (мечения территории у медведей, зубров, тигров)

5) регуляция перенаселением и стрессовым поведением (явление каннибализма у чаек).

Вследствие длительного приспособления к условиям существования у популяций выработались механизмы, позволяющие избежать неограниченного роста численности, и способствуют поддержанию плотности популяции на относительно постоянном уровне.

Другое

Размеры популяции (пространственные и по числу особей) подвержены постоянным колебаниям. (Колебания численности популяции называются волнами жизни или популяционными волнами.) Причины этих колебаний различны и в общей форме сводятся к влиянию биотических и абиотических факторов (враги, патогенные микроорганизмы, запас пищи, влага, свет, температура, конкуренты, стихийные бедствия и т. п.). Масштабы таких изменений могут быть весьма значительными. Так, например, на одном небольшом острове у юго-западного побережья Англии обитает в диком виде популяция кроликов. В период максимальной численности (очень благоприятного по кормовым условиям года) общее число кроликов там достигало 10 тыс. особей, а однажды (после холодной и скудной зимы) число их сократилось до 100 особей.
С изменением числа особей в популяции изменяется и ее плотность, т. е. число особей на единицу площади. (Определенная плотность популяций поддерживается за счет конкуренции.) В отдельные годы резко увеличивается плотность популяций насекомых-вредителей, кровососов, грызунов, сорных и других растений. Верхний предел плотности популяций определяется количеством самого дефицитного ресурса (воды или питательных элементов для растений, растительной пищи для травоядных животных, количеством жертв для хищников).

Устойчивость популяции поддерживается исторически сложившимися способами самовоспроизведения благодаря смене поколений и способности к саморегуляции, превышающей оптимальную, внутривидовая конкуренция превращается в каннибализм — самцы поедают яйца, откладываемые самками, т. е. осуществляют изменение возрастной структуры популяции и снижают ее плотность.

У некоторых видов увеличение плотности популяции вызывает резкое сокращение или вообще временную утрату способности давать потомство. У видов растений, не имеющих специальных приспособлений для распространения семян на большое расстояние, состояние перенаселенности (высокой плотности) возникает достаточно часто. В этих случаях, чтобы предотвратить очень резкую внутривидовую конкуренцию, уменьшается размер растений. Например, растения мари бедой в зависимости от плотности популяции могут отличаться по размерам в сотни раз. Уэтот растения развиваются практически все растения из всхожих семян. Однако меньшие по величине растения дадут и меньше семян. В результате чем выше плотность популяции, тем меньше продукция семян, а в итоге плотность популяции остается либо на прежнем уровне, либо снижается. В популяциях люцерны при плотности выше оптимальной растения не цветут и не плодоносят, но при этом происходит интенсивное накопление в корневой шейке запасных питательных веществ, которые используются для цветения и плодоношения, когда восстановится оптимальная плотность растений на единицу площади.

Таким образом, регуляция численности и плотности особей в популяциях регулируется абиотическими и биотическими факторами, в том числе конкуренцией, а также внутрипопуляционными механизмами.

Date: 2015-12-13; view: 2555; Нарушение авторских прав